大型发电机组定子线棒的电晕处理研究

韩钊

（江西洪屏抽水蓄能有限公司江西省靖安县330600）

摘要：本文通过对大型发电机组定子线棒电晕产生的原因以及对线棒内部、外部、端部以及搭接区的防晕保护及修复方法进行了分析探讨，并在此基础上提出了相应大型发电及组定子线棒的电晕处理策略。经过对定子线棒整体进行三相一起加压试验后，其相关实验数据均符合相关标准规范的要求，对于保证大型发电机组的正常运行有着非常积极的意义。

关键词：定子线棒；大型发电机组；电晕处理；研究

一般来说，在大型发电机运行过程中，其定子线棒绝缘表面的某些部位的电场分布并不是特别均匀，这样一来，就极易使得发电机组局部场强过强，进而导致该区域附近的空气中出现电离，电晕产生。尽管电晕本身所产生的放电强度并不是特别高，但是如果其长期存在，就会在较大程度上降低发电机组定子线棒的绝缘性能，进而给大型发电机组的正常运行带来诸多不利的影响。因此，如何做好大型发电机组定子线棒的电晕处理工作，也成为了现阶段大型发电机组运行过程中亟待解决的一项重要问题。

一、定子线棒绝缘概述

对于现阶段我国大型发电机组而言，其主要是采用VPI制造工艺对定子线棒进行主绝缘。VPI制造工艺又被成为真空压力浸渍法，其主要应用于以少胶云母带为主绝缘的定子线棒，它的技术性质为绝缘固化成形，特点为生产效率高、绝缘整体性能好、层间无间隙以及内部气体游离放电、电晕和发热较小等等[1]。在实际的定子线棒绝缘过程中，首先是使用少胶云母带对定子线棒进行连续包胶，然后将其置于专用的容器当中进行抽真空操作，旨在将定子线棒绝缘层中的空气进行抽离；最后，在高温条件下，将无溶剂浸渍树脂注入至绝缘层中，待注入完成后，在将其置于模具中进行高温固化，以此来保证绝缘成为一个整体[2]。

二、定子线棒防电晕概述

由于大型发电机组的定子线棒绝缘表面由于受诸多因素的影响，极易产生电晕，给大型发电机组的安全运行产生诸多不利的影响。基于这一情形，在现阶段定子线棒生产过程中，很多生产单位都会采取相应的措施，对定子线棒进行防晕。当前定子线棒的防晕结构和分类主要有两种，一种为线棒内部防晕，一种为线棒外部防晕。

1、线棒内部防晕概述

所谓的线棒内部防晕，又被成为ICP，指的就是在线棒生产过程中，待铜股线完成编织后，在其外层叠绕一层厚度为0.25mm的半导体带，然后进行主绝缘的包绕[3]。对于线棒内部防晕保护系统而言，其具有着极好的均压功能，可以保证线棒在实际的运行过程中，其表面沿截面周长方向的电压分布保持一致，这样一来，就可以有效的防止线棒内部局部放电事件的发生，特别是在防止股线之间、主绝缘体内侧局部放电有着非常积极的作用。

2、线棒外部防晕概述

对于线棒外部防电晕保护而言，其常被成为OCP，其主要的防晕策略就是在线棒主绝缘表面进行低阻防晕漆导电层覆盖，其主要的作用就在于用来防止由于线棒与铁芯槽之间的接触间隙不同，进而产生的槽电位电晕放电。需要注意的是，在进行线棒外部防晕保护工作时，应在真空浸渍低阻防晕漆之前，应首先做好防晕层的包扎工作，包扎方式为应用1/2搭接叠绕包扎，这样做的目的主要是保证线棒具有较好的机械性能[4]。

3、线棒端部的防晕保护

线棒端部防晕保护也是定子线棒防电晕的一项重要措施。线棒端部防晕保护简称ECP，指的就是在对处于定子绕组槽外部的线棒部门进行防晕保护。其主要方法为使用半导体高阻碳硅材料，采用2/3叠绕结构法，对从出槽拐点开始的线棒进行覆盖，进而实现对于线棒的防晕保护。

三、电晕发生情况统计及处理措施

对于定子线棒而言，根据其发生电晕的位置，可以将其分为4类，即：1类电晕、2类电晕、3类电晕、4类电晕。其中，1类电晕的位置为槽出口到防护带边缘的OCP区，2类电晕的位置为槽出口处槽衬纸边缘的OCP区，3类电晕的位置为防护带边缘及高阻带以下的OCP区，4类电晕主要为0CP/ECP搭接区和ECP区[5]。简单来说，定子线棒电晕发生主要分布为：1、2、3类电晕分布在OCP区，4类电晕分布在搭接区和ECP区。因此，在进行电晕修复过程中，也应根据电晕的位置及类型采取相应的措施进行修复。

1、OCP区的电晕处理措施分析

对于OCP区的电晕修复及处理工作而言，其所对应的就是1、2、3类电晕。一般来说，如果电晕发生的区域位于槽部低阻漆区，并未对搭接区产生影响，对于这种情况，只需要重新对槽口处电晕进行低阻防晕漆涂刷即可。在实际的处理过程中，工作人员应首先对线棒的表面进行打磨和清理，以此来保证线棒表面的清洁性及平整性；其次，在进行低阻防晕漆涂刷过程中，需要对采取相应的措施对相邻的线棒及压指进行必要的保护，防止误涂现象的发生；最后，待低阻防晕漆涂刷完成后，应严格按照厂家的要求对其进行室温固化6小时，以此来保证防晕的整体质量。除此之外，在进行粉红色绝缘漆时，其干燥固化时间为72小时。在进行3类电晕修复和处理时，在进行表面清洁的过程中，则需要对其防护带进行必要的处理。

2、OCP/ECP搭接区电晕处理措施分析

在对OCP/ECP搭接区电晕进行修复和处理时，如果电晕发生在搭接区，则需要首先将ECP带及防护带进行拆除，然后对线棒表面进行打磨以及相邻线防护；其次，在低阻防晕漆涂刷完成后，应进行6h的室温干燥；最后，通过绕包玻璃丝带以及涂刷粉红色绝缘漆的方式进行搭接区的修复处理[6]。在进行OCP/ECP搭接区电晕处理过程中，需要注意的是，涂刷高阻防晕漆应采用两道涂刷工艺，待第一道涂刷完成后，室温固化3小时候，进行第二道涂刷，待第二道高阻防晕漆涂刷完成后，在其上部涂刷室温挥发溶剂。除此之外，在对线棒端部进行高阻防晕漆涂刷时，应使用红外干燥灯对其进行加热固化，且固化时间不宜低于24小时。

四、试验及验证结果概述

待完成大型发电机组定子线棒电晕保护处理后，为了保证其处理的整体效果，还需要对定子线棒进行相应的试验。主要试验项目为绝缘电阻侧量和交直流耐压试验，通过对定子直流耐压绝缘电阻、定子绕组直流耐压、定子交流耐压绝缘电阻以及定子绕组交流耐压进行试验及测量，试验结果表明，在规定的试验电压下，各相泄露电流差别并未大于最小值的100%，且最大泄露电流在20μA以下时，相间差值也并发生较大的变化，这样可以判定，相关试验数据符合规范要求。也就从侧面证明，相关修复及处理措施对于有效的防止大洗净发电机组定子线棒电晕有着非常积极的效果。

综上所述，在大型发电机组运行过程中，由于受外界因素的影响，定子线棒极易出现电晕现象，进而给大型发电机组的正常运行带来尤为严重的影响。只有加强对其的日常巡视，及时的发现定子线棒运行过程出现的电晕，并采取相应的措施，才能真正意义上实现对于大型发电机组定子线棒的电晕处理，并在此基础上保证大型发电机组的安全正常运行。

参考文献：

[1]齐巨涛，梁朝弼，崔光云.小湾水电厂发电机定子线棒电晕现象分析与处理[J].云南水力发电，2018，34（02）：172-175.

[2]胡庆雄，屈文锋，马军，余超.大型水轮发电机定子线棒端部电晕现场处理方法研究[J].水电站机电技术，2017，40（06）：23-25.

[3]王文亮.大型发电机组定子线棒的电晕处理[J].水电与新能源，2017（02）：31-33+40.

[4]王俊娇.基于发电机定子电晕放电现象的探讨[J].水电与新能源，2017（01）：46-49.

[5]郭钰静，赵鲲，张昆.发电机定子绕组端部表面电晕分析及处理[J].水电与新能源，2016（08）：44-48.

[6]黄程伟.高压水轮发电机定子绕组端部电晕产生原因分析和电场计算[J].科技创新与应用，2016（19）：57.